Számos tanulmány beszámol az Omega-3 zsírsavak rákellenes hatásairól, kiemelten kezelve az emlő-, a vastagbél- és a prosztatarákot. Az Omega-3 zsírsavak csökkentik a prosztata daganat növekedését, lassítják a kórszövettani progressziókat és növelik a túlélési esélyeket. Egy 2011-es tanulmány 3400 ember bevonásával vizsgálta a zsírok és a prosztatarák kapcsolatát és úgy találták, hogy akinek a vérében nagyobb mennyiségben található meg a DHA, azok az emberek kisebb eséllyel kapják meg a prosztatarák agresszív típusát.
Az Omega-3 zsírsavak közül mind a hosszú és mind a rövid láncú zsírsavakról kimutatták, hogy képes csökkenteni a mellrák kockázatát. A magas DHA a vörösvérsejtek membránjában társítható a mellrák kisebb kockázatával. Egy 2007-es tanulmány bizonyítékot talált arra nézve, hogy az Omega-3 zsírsavak szájon át alkalmazása javítja a rákos betegek állapotát, fokozza az étvágyat, növeli a testsúlyt és javítja az életminőséget. Egy 2009-es kiegészítő tanulmány azt állapította meg, hogy az eikozapentaénsav segített a rákbetegek izomtömegének megtartását.